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消防安全知识:如何做好石油化工设施的保护

来源:233网校 2017-08-20 00:00:00
导读:由于石油化工及气体的危险特性,其设施总是更易遭受火灾危险,并且发生的重大灾害具有巨大的潜在影响,那么应该如何避免?可燃物与助燃物考点速记,点击查看>>

8月17日18时40分左右,中石油大连石化公司140万吨/年重油催化装置裂化装置分馏区域燃料泵着火。据央视新闻报道,目前火势已得到控制,无人员伤亡,事故原因正在调查。现场进、出物料已全部切断,原料无泄漏,厂界4个监测子站数据正常,海面无污染。

避免灾难最好的方式就是做好防范

由于石油化工及气体的危险特性,其设施总是更易遭受火灾危险,并且发生的重大灾害具有巨大的潜在社会、政治、财产及生态影响,这些都意味着对于石油化工设施,安全问题始终是主要考虑因素。

可燃性产品附近爆炸通常造成容器破裂及渗漏

由于石油化工或气体设施中的火灾可能导致温度水平异常迅速上升,火灾蔓延的可能性相当大。2005年英国Buncefield转运油库的重大火灾表明,这种火灾可能造成灾难性后果。这次事故初期造成一系列连续爆炸,火灾最终吞没了20个大型储油罐。在200公里外,都可以听到爆炸声,并且事故导致244人需要接受医疗急救。

英国近年重大火灾及爆炸事故包括:2005年发生于德克萨斯城的BP公司炼油厂火灾及2009年CATANO炼油厂火灾。这两次火灾都证明亟需对火灾所涉及风险进行充分评估,并提供有效的防火及防爆炸措施,以便限制此类灾难的后果。

碳氢化合物及喷射火焰

石油、石油化工及气体设施所面临的最主要风险之一是“喷火”或“射火”。喷射火焰通常涉及由于燃料容器渗漏或破裂导致高可燃性燃料沿特定方向泄漏所造成的强大火焰。这种情况下,可能产生极高的局部热量以及极大的热通量及热湍流,且与非碳氢化合物火焰相比,这种火焰将对防火措施及结构钢造成更大的破坏,并对其他容器及管道造成更大的破裂风险。

喷射火焰的特性取决于许多因素,例如燃料成分比率以及泄漏情况,并且尽管近年来对此课题已进行大量研究,关于此课题仍存在很多尚未确定的问题。尽管所涉及的风险显而易见,但尚不清楚火灾向存储容器传递热量的过程。主动防火方法仅被设计用于扑灭火焰,因此这被认为是难以仅通过主动防火方式防控喷射火焰及碳氢化合物火灾的原因之一。这样,就需要使用被动防火方式控制喷射火焰,被动防火方式强调将钢结构或混凝土结构与火灾影响隔离,并限制温度的上升。

钢结构保护

石油化工设施通常包括钢制的主结构构件,在某些情况下,钢材被认为与其他替代性材料相比受火灾的损坏影响更小。钢材被视为一种刚性、坚固并且可靠的材料,能够承受任何风险。但不幸的是,这并非事实。在暴露于温升的情况下,钢材将以令人吃惊的速度丧失其强度,特别是在碳氢化合物及喷射火焰作用下。被动防火措施将减缓向钢结构的热传递速率,并明显延长钢材达到发生结构性坍塌点所需的时间。这将允许更多的宝贵时间疏散人员并控制火灾,有助于限制重大火灾的破坏性后果。

许多碳氢化合物火焰是由于附近可燃性产品的爆炸引起的,爆炸经常导致容器破裂并开始渗漏。因此,被动防火措施必须能够承受一定程度的爆炸力,能够保持原有状态并提供持续保护,才能确保被动防火措施的效果。或许在此类高风险领域内保护钢结构的最有效方法是使用喷涂法涂层系统。

保护性涂层

这种一体化涂层系统通常能够提供可靠的保护,防止初始爆炸及任何后续火灾。这使保护涂层成为用于石油、天然气及石油化工设施中各种结构及容器的理想措施。这种解决方案的效果已在数百个应用项目中得到证实,并且许多涂层系统已通过独立试验,并且被证明符合国际认可的试验标准,例如英国标准(BS476:第20-21部分:1987附录D),以及国际标准ISO834及美国标准(ASTME119、UL263及UL1709–设计号XR719)。

可使用更好的涂层系统,这种涂层系统是工厂控制的蛭石及波特兰水泥的预拌混合料,在使用前预拌混合料与可饮用水混合。通过在轻质丝网框架结构上喷涂完成涂层系统的施加,这样将生成一种整体涂层,能够承受在高密度碳氢化合物火灾中的热冲击。涂层将作为一种有效热屏障,减缓热传递过程,延长结构钢达到其毁坏温度的时间。这样,就可以延缓或防止整个结构的坍塌,并可能在救火过程中挽救生命。

这种涂层通常无法改善钢结构的防腐性能。但是,通常使用一种基层涂料形成长期防腐性,特别是在受保护的结构暴露于各种元素的情况下。

主要结构构件可能极易受到火灾的损害

除了向钢结构提供强有力的保护外,由于这种解决方案有助于防止爆炸所造成的混凝土散裂,这种解决方案也适合于保护混凝土结构。由于急剧温升造成的散裂,将导致混凝土中出现微小裂缝。这将导致混凝土表面的脱离,并最终导致结构强度的显著丧失。

通过喷涂、辊刷涂或镘刀抹光方式,保护涂层可理想化用于非工地涂层施工,并且这种防火涂层将不会在机械冲击下产生裂痕,并且具有低密度,能够降低施加于被保护结构的固定载荷。为了针对一系列不同应用实现所需保护等级,要求各种涂层厚度。但是,任何著名的涂层系统制造商都可以针对具体防火要求,提供准确的计算机化厚度计算。

通过使用面漆表面涂层,防止盐雾、冲蚀水、化学品溢出、降雨的侵入、喷水系统及喷水冻结/解冻损坏,确保下面的防火层不受损害并发挥最大化作用,也可以提高防火保护的耐用性。表层涂料具有柔性、阻燃、防霉菌性能,有助于降低水泥基产品的碳化率,并且也可以用于砌石、砌砖或砌块。

人员及设备的保护

这种保护是结构及存储容器的理想保护方式。但是,日益严格的健康及安全要求意味着易受损害的设备及工厂操作人员也需要最大化的保护,并且这要求使用不同的保护方式。

通过喷涂法施加的单独包装预混合涂料也可以用于易发生火灾地点的混凝土保护。

由于复合钢护板系统具有质量轻、坚固及防火、防爆、抗冲击、耐腐蚀的特点,复合钢护板系统是满足这一要求的理想化解决方案。复合钢护板系统可用作建筑物材料,建造防火屏、防火门、天花板、屏蔽、管道系统甚至逃生路线,提供对重要工艺系统及雇员生命的保护。多年来关于高风险碳氢化合物应用、众多大型铁路、地铁及机场项目的经验完全证明了这种一体化防火系统的可靠性。因此,目前可提供范围广泛的一系列复合钢护板系统规格,适用于各种不同用途。

复合钢护板通常包括两张冲压薄钢板,薄钢板被机械压合于不可燃纤维增强混凝土合成芯的两侧,能够提供最长240分钟的防火及防爆保护。这种系统通常符合BS476:第4部分:1970及EN13501-1:2002第10条款的“不可燃物”等级。可以设计保护性墙体,提供高防爆保护,并达到大多数普遍认可的防火曲线,包括碳氢化合物及纤维素。

复合钢护板系统已被证明能够承受大多数高要求并且严峻的使用环境,并能够承受极端温度及较高的热冲击。

即使在火灾后,复合钢护板也能够保持原有性能,可以更方便地进行救援工作。复合钢护板系统的重要特点是非常高的抗冲击性及耐潮湿性,以及能够承受火灾抑制及喷水系统的影响。这种多样化的性能意味着:这种保护方法可用于建造用户定制的建筑物,墙体及隔断的布局及框架结构可设计为满足具体项目的要求。

通常情况下,这种保护方法不要求附加地基或建筑工程,因此安装相对快捷、方便。多种功能的结合使复合钢护板成为一种非常具有吸引力的保护方案。

正在进行的保护项目

最近,使用喷涂法单独包装预混合系统,完成了位于Algeria,Arzew的GL2-ZLNG天然气项目-在该项目中,Promat公司的CafcoFendoliteMII喷涂产品被用作被动防火保护的主要组成部分。专业承包商安装了1500多吨CafcoFendoliteMII喷涂产品,以便保护钢结构及容器裙座防止火灾。在一系列重要因素的基础上选定了这一产品,包括关于这种应用用途的产品跟踪记录以及制造商提供的技术支持。

在位于Azerbaijan的Sangachal转运站扩建项目的3个阶段中,使用了类似数量的同一产品,用于提供2小时的碳氢化合物池及喷射火焰防火保护。该系统被用于该区域的混凝土支撑柱基上,该区域接受海上平台的高压原油。在这个项目中,该产品用于保护混凝土,防止混凝土的爆炸性散裂及对周围管道的间接损坏。该项目由BP公司为首的联合企业资助,BP公司在技术规范的制定过程中发挥重要作用。BP公司在见证了苏格兰Grangemouth炼油厂事故中这种产品的突出表现后,建议采用这种解决方案。在苏格兰Grangemouth炼油厂,CafcoFendoliteMII喷涂产品被用于管道支撑结构,管道支撑结构承受了七小时的直接喷射火焰。在整个火灾期间,防火系统保持原有状态,保护了钢支撑并防止了一次可能造成重大财产损失的火灾。

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